摘要:充分了解圍欄封育對植物群落及土壤理化性質(zhì)的影響,是合理制定草甸恢復和利用相關政策、促進當?shù)匦竽翗I(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵。本研究通過對西藏三江并流區(qū)封育2年的高寒草甸的群落樣方調(diào)查與土壤理化性質(zhì)測定,結果表明,比較自由放牧,圍封后地上和地下生物量分別提高26.24%和8.94%,但物種多樣性指數(shù)略有下降;圍封后土壤電導率、鹽度和總溶解固體分別下降26.50%,29.03%,30.15%;圍欄內(nèi)地上生物量與土壤鹽度、總溶解固體、電導率呈顯著正相關(Plt;0.05),地下生物量與硝態(tài)氮、溫度呈顯著正相關(Plt;0.05);圍欄外地下生物量與介電常數(shù)、體積含水率呈顯著負相關(Plt;0.05),與銨態(tài)氮呈顯著正相關(Plt;0.05)。研究結果表明,2年短期圍封對高寒草甸植物群落及其土壤理化性質(zhì)均有一定改善,可以作為應對草甸退化的干擾手段與管理措施。
關鍵詞:高寒草甸;物種多樣性;生物量;圍欄封育;相關性
中圖分類號:S151.9文獻標識碼:A文章編號:1007-0435(2023)03-0834-10
Effects of Short-term Fence Enclosing on Plant Community and the
Physical and Chemical Properties of Alpine Meadow Soils
ZHU Niu1,2,3, SUN Jian4, SHI Ning2,3, WANG Jin-niu2,3*, ZHANG Lin4,
LUO Dong-liang5, SHEN Cheng2,3, GAI Ai-hong1*
(1. College of Resources and Environmental Sciences, Gansu Agricultural University, Lanzhou, Gansu Province 730070, China;
2. Chengdu Institute of Biology, Chinese Academy of Science, Chengdu, Sichuan Province 610041, China; 3.Mangkang Biodiversity
and Ecological Station, Tibet Ecological Safety Monitor Network, Qamdo, Tibet 854500, China; 4. Institute of Tibetan Plateau Research,
Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; 5. Northwest Institute of Eco-environmental Resources, Chinese Academy
of Sciences, Lanzhou, Gansu Province 730000, China)
Abstract:Fully understand the effects of fence enclosing on plant communities and soil physical and chemical properties is the key to make reasonably relevant policies for meadow restoration and utilization and promote the sustainable development of local animal husbandry economy. In this study,quadrat surveys and soil physical and chemical indices of an alpine meadow fenced for 2 years in the Three Parallel Rivers Region of Tibet were used to examine the impacts of short-term fence enclosing on biomass and soil properties. It was found that:(1) Fence enclosing compared with free grazing meadow communities,the aboveground and underground biomass increased by 26.24% and 8.94% respectively,but the species diversity index decreased slightly. (2) Soil conductivity,salinity and total dissolved solids decreased by 26.50%,29.03%,30.15% respectively after 2 years of enclosing. (3) After short-term fencing,the aboveground biomass was significantly positively correlated with soil salinity,total dissolved solids and conductivity (Plt;0.05),and the underground biomass was significantly positively correlated with nitrate nitrogen and temperature (Plt;0.05). Outside the fence,underground biomass was significantly negatively correlated with dielectric constant and moisture content (Plt;0.05),and significantly positively correlated with ammonium nitrogen (Plt;0.05). The results showed that 2 years short-term fence enclosing improved the plant community and soil physical and chemical properties of alpine meadow,which could be used as a means of interference and management measures to deal with meadow degradation.
Key words:Alpine meadows;Species diversity;Biomass;Fence enclosing;Correlation
高寒草甸作為青藏高原的主要植被類型,因其脆弱性長期以來受外界環(huán)境影響較大[1]。青藏高原高寒草甸面積占全國草原總面積的31.74%[2],是高原特殊環(huán)境下最敏感和重要的生態(tài)系統(tǒng)之一。自上世紀以來由于氣候變化、人口增加、過度放牧和一些大型基建工程的開展,青藏高原高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)正在遭受嚴重退化[3],由此導致了生態(tài)服務功能下降、土地退化及物種多樣性喪失等一系列生態(tài)問題。近年來,為減緩這一趨勢造成的危害,各地政府實施了諸如休牧、禁牧、輪牧等一系列措施[4],取得了顯著成果,為高寒草甸長期可持續(xù)利用奠定了良好基礎。高寒草甸不僅是高寒區(qū)主要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地,而且通過調(diào)節(jié)氣候和維護生物多樣性等重要生態(tài)服務功能影響當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性[5-6]。
青藏高原是世界主要高寒草甸分布區(qū),我國高寒草甸主要分布在其東部和東南部高山以及周邊地區(qū),目前有關高寒草甸的研究主要在以下方面:(1)土壤碳氮磷等養(yǎng)分循環(huán)及其對植被格局的影響[7-8],(2)草甸放牧、改良修復及生態(tài)服務功能研究[9-10],(3)土壤微生物活動及草地與氣候變化耦合模式[11-12]。山區(qū)雖然是生物多樣性和自然資源的寶庫,但由于其同時也是最脆弱的生態(tài)系統(tǒng)之一,海拔和坡度等地形因子與牧場管理方式會對草甸生態(tài)系統(tǒng)服務功能、植物多樣性和物種分布產(chǎn)生明顯影響[13-14],同時,由于廣泛的小型地下哺乳動物活動干擾,銨氮等土壤化學性質(zhì)相對干擾較少的地方也表現(xiàn)出明顯差異[15]。近年來青藏高原經(jīng)歷了明顯的氣候變暖,Hasbagan Ganjurjav等[16]的研究表明,這種氣候變化背景顯著刺激了高山草甸的植物生長。此外,外界環(huán)境也會通過改變地表水熱交換對近地面草甸產(chǎn)生反饋作用[17],高寒草甸這種特殊生境在當?shù)貧夂虻恼{(diào)節(jié)過程中具有重要作用,深刻了解草甸變化機理及潛在影響對草甸管理非常重要。
圍欄封育作為緩解草甸壓力的一種有效管理措施,至今已有長久發(fā)展。因圍封時空異質(zhì)性,草甸恢復過程對圍封的響應也不盡相同。目前,對因環(huán)境和人為造成的高寒草甸退化修復的手段主要有圍欄封育、補播、施肥、機械松土、毒害草治理、合理放牧和改建人工草地等[18]。圍欄封育作為當前退化后草地恢復與重建的有效方法,在一定的恢復期內(nèi)可提高物種豐富度,改善土壤理化性質(zhì),提高植物地上和地下生物量[19-20]。而且圍欄封育相較其他措施具有投資少、改良效果好的特點[21],能夠長期持續(xù)運用于草甸生態(tài)系統(tǒng)改良。晏和飄等[22]和Sun等[23]通過Meta分析對高寒草甸研究表明,圍欄封育能夠顯著改善草原植物生長狀況,提高草甸生產(chǎn)力,改善土壤質(zhì)量。良好的草甸狀態(tài)不僅有利于保護當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境,而且有利于經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展[24],由此可見,圍欄封育對于已退化高寒草甸植被生態(tài)恢復具有重要意義。
本研究區(qū)位于西藏自治區(qū)昌都市芒康縣,地處青藏高原東南緣三江并流(金沙江、瀾滄江及怒江)核心區(qū)域,地區(qū)擁有包括森林、草甸、濕地等多種生態(tài)系統(tǒng),區(qū)域內(nèi)植被多樣,過渡帶明顯,立體氣候差異顯著,該地區(qū)在生物多樣性保護、草甸資源開發(fā)、土地沙化防治和水源涵養(yǎng)中具有極其重要的建設意義,目前已建設成水-陸-氣多點位連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。受海拔與干熱河谷影響,區(qū)域內(nèi)水熱條件極不平衡[25],加之長期以來對草甸資源的超負荷開發(fā),使得該地區(qū)草甸退化較為嚴重。為了保護當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)服務功能良性發(fā)展與草甸合理利用,良好的管理與保護對構建高寒地區(qū)安全屏障,保護當?shù)匦竽翗I(yè)發(fā)展具有重要意義。以該區(qū)域內(nèi)高寒草甸為研究對象,設置圍欄進行群落調(diào)查及其土壤理化性質(zhì)測定,通過獲取的群落蓋度、生物量和物種豐富度以及部分土壤理化性質(zhì)探討短期圍欄之后高寒草甸群落特征以及土壤理化性質(zhì)差異,明確物種重要值及各測定指標間的相關性,進一步闡述復雜變量之間的關聯(lián)性,以期能夠為高寒地區(qū)草原資源的優(yōu)化管理、合理放牧利用和生物多樣性保護提供基礎數(shù)據(jù)與科學支撐。
1材料與方法
1.1試驗地概況
試驗樣地設置在西藏自治區(qū)昌都市芒康縣洛尼鄉(xiāng)洛尼村(98°34.063 1′E,29°53.628 9′N)(圖1),研究期2019年8月—2021年8月。研究區(qū)域海拔3 853 m,氣象數(shù)據(jù)采自圍欄旁邊的洛尼鄉(xiāng)監(jiān)測站氣象監(jiān)測系統(tǒng)(降雨量采自芒康小氣候監(jiān)測網(wǎng)絡中心站),年均氣溫6.12℃,年均降水量500 mm以上,降雨主要集中在5—9月份,冬季寒冷干燥,夏季溫暖,屬于高原溫帶半濕潤季風氣候區(qū)。土壤類型為高山草甸土,5 cm土壤深度年平均溫度9.17℃。植被類型為高寒草甸。該高寒草甸物種組成多樣,代表性植物類群有高山嵩草(Kobresia pygmaea)、冷地早熟禾(Poa pratensis)、狹葉委陵菜(Potentilla stenophylla)、圓葉小堇菜(Viola biflora var. rockiana)、川西小黃菊(Pyrethrum tatsienense)、狹葉圓穗蓼(Bistorta macrophylla var. stenophylla)、高原毛茛(Ranunculus tanguticus)、細果角茴香(Hypecoum leptocarpum)等。
根據(jù)2020年11月—2021年10月監(jiān)測氣象數(shù)據(jù)(圖2),該區(qū)氣溫全年波動明顯,草本層日平均最低溫-7.12℃,最高溫17.04℃。全年土壤溫度多在-2℃~21℃,夏季土層越深溫度越低,而冬季則與之相反。降雨量為563 mm,其中8月降水最多。
1.2試驗地設置
研究樣地設置如圖3所示,圍欄設置日期2019年8月,在研究區(qū)域內(nèi)設置3個4 m×20 m的圍欄,每個圍欄內(nèi)設置三個小區(qū),共9個小區(qū)。圍欄外同樣設置9個小區(qū),為避免邊際效應,每個小區(qū)與圍欄邊緣留有1 m以上緩沖距離。每個小區(qū)中隨機布設50 cm×50 cm的樣方用于調(diào)查研究。
1.3指標處理與測定
在設置好的1 m×1 m的小區(qū)內(nèi)分類并記錄物種數(shù)用于計算物種豐富度指數(shù),同時測定每個小區(qū)的蓋度。采用直接收獲法測定生物量,剪取并收集地上植物及其凋落物,105℃殺青30 min后置于65℃烘干至恒重(48 h),測量地上生物量;收集地下根,剔除石塊等雜物后于65℃烘干至恒重,測定地下生物量;使用環(huán)刀(直徑50.46 mm×高50 mm,體積100 cm3)在每個小區(qū)內(nèi)隨機取土壤樣品3份,采用烘干法測定土壤含水量與土壤容重;在小區(qū)內(nèi)地表下10 cm設置紐扣式溫度計(HOBO MX2201)用于測定土壤溫度;圍欄內(nèi)外每個小區(qū)內(nèi)于0~10 cm層次用環(huán)刀各挖取土壤樣品5份,剔除根系和雜物后混勻過篩(2 mm)用于測定土壤化學性質(zhì),采用紫外分光光度法測定硝態(tài)氮及銨態(tài)氮;采用電導法測定土壤電導率(水土比為2.5∶1);采用電位法測定土壤pH值(Mettler Toledo,水土比為 2.5∶1);采用質(zhì)量法測定鹽度和總溶解固體;采用平行板法測定介電常數(shù)[26]。
1.4評價指標及計算
1.4.1重要值是評價物種在群落中重要性的常用指標[21],計算公式如下:
IV=(RC+RH+ RD+ RB)/4×100(1)
式中:IV表示重要值。RC為相對蓋度,為某一種植物蓋度占全部植物蓋度總和的百分比;RH為相對高度,為某一種植物高度占全部植物高度總和的百分比;RD為相對密度,為某一種植物密度占全部植物密度總和的百分比;RB為相對地上生物量,為某一種植物地上生物量占全部植物地上生物量總和的百分比。
1.4.2物種多樣性指數(shù)選擇Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Margalef指數(shù)進行物種多樣性度量[21,27],計算公式如下:
Shannon-Wiener指數(shù)H=-∑PilnPi(2)
Simpson指數(shù)D=1-∑P2i(3)
Margalef指數(shù)M=S-1lnN(4)
式中:Pi為樣方內(nèi)的物種i的相對重要值,Pi=Ni/N(Ni為物種i的絕對重要值,N為物種i所在樣方的各個植物種的絕對重要值總和),S為樣方內(nèi)的物種數(shù)量,N為樣方內(nèi)的全部植株數(shù)量。
1.5數(shù)據(jù)分析
對圍欄封育和自由放牧草甸群落特征、土壤理化性質(zhì)數(shù)據(jù)分別進行數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗,并進行方差齊性檢驗。使用配對T檢驗(Paired-samples t-test)分析圍欄封育對草甸植物群落和土壤的影響,草甸群落特征與土壤理化性質(zhì)進行Pearson相關分析(α=0.05)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析均采用SPSS 26.0(IBM SPSS Inc.,USA),用Origin 2022(OriginLab,USA)作圖,結構方程模型(Structural equation model,SEM)采用SPSS Amos 26.0(IBM SPSS Inc.,USA)軟件處理。
2結果與分析
2.1圍欄封育對草甸群落特征的影響
表1統(tǒng)計分析表明,相比自由放牧,圍欄封育地上生物量顯著提高了26.24%(Plt;0.05),地下生物量提高了8.94%。同時,圍封降低了草甸群落的物種多樣性,其中Shannon-Wiener指數(shù)下降了0.57%,Simpson指數(shù)下降了1.02%,Margalef指數(shù)下降了0.15%。
2.2圍欄封育對土壤理化性質(zhì)的影響
圍欄封育對草甸土壤理化性質(zhì)影響見表2,與自由放牧比較,圍欄封育后土壤體積含水率、介電常數(shù)、硝態(tài)氮和pH值分別下降了9.73%,10.02%,7.07%,0.60%,電導率、鹽度、總溶解固體分別顯著降低26.50%,29.03%,30.15%(Plt;0.05)。圍欄封育土壤容重和銨態(tài)氮較自由放牧分別提高2.70%和5.59%,溫度無明顯差異。
2.3圍欄封育后不同群組植物的相對重要值變化
圍欄封育和自由放牧兩種處理下主要植物科之間重要值差異見圖4。圍欄封育顯著降低了禾本科植物重要值(Plt;0.05),略微增加了莎草科植物重要值,對雜類草植物重要值的影響不明顯。禾本科圍欄封育和自由放牧條件下重要值分別為1.25和1.95。圍欄封育和自由放牧條件下莎草科植物重要值分別為2.44和2.11,圍欄封育高出自由放牧15.69%。雜類草植物圍欄封育和自由放牧條件下重要值分別為0.29和0.28,圍欄封育重要值比自由放牧高出5.94%。
2.4圍欄封育和自由放牧草甸群落特征與土壤理化性質(zhì)相關性分析
圍欄封育條件下植物群落特征與土壤指標Pearson相關性分析顯示(圖5),地上生物量與土壤鹽度、總溶解固體和電導率呈顯著正相關(Plt;0.05);地下生物量與硝態(tài)氮和溫度呈顯著正相關(Plt;0.05),與介電常數(shù)和體積含水率呈顯著負相關(Plt;0.05);根冠比與鹽度、介電常數(shù)、體積含水率、電導率呈顯著負相關(Plt;0.05)。自由放牧條件下植物群落特征與土壤指標Pearson相關性分析顯示,地下生物量與介電常數(shù)和體積含水率呈顯著負相關(Plt;0.05),與銨態(tài)氮呈顯著正相關(Plt;0.05);Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)、Margalef指數(shù)均與pH值呈顯著正相關(Plt;0.05);根冠比與介電常數(shù)、體積含水率呈顯著負相關(Plt;0.05),與銨態(tài)氮、溫度呈顯著正相關(Plt;0.05)。
2.5群落特征與土壤理化性質(zhì)對生物量的影響
采用因子分析對數(shù)據(jù)進行降維處理,降維后土壤物理性質(zhì)(容重、溫度、體積含水率、電導度、鹽度、總溶解固體、介電常數(shù)和pH值)的第2主成分解釋率分別為84.80%(圍欄封育)和78.17%(自由放牧)。構建標準化結構方程模型如圖6所示,圍欄封育和自由放牧兩種條件下結構方程模型卡方自由度比(CHI/DF)為1.02和0.90,調(diào)整擬合優(yōu)勢度指數(shù)(AGFI)為0.55和0.64,近似誤差均方根(RMSEA)分別為0.03和小于0.01,P值為0.40和0.47,CFI均為1.00,表明該模型具有良好的適配性。結果顯示,結構方程模型解釋了生物量(地下生物量與地上生物量之和)95%和99%的變化。
圍欄封育條件下硝態(tài)氮對生物量具有極顯著正效應(P<0.01),土壤物理性質(zhì)與物種多樣性、銨態(tài)氮對生物量產(chǎn)生顯著正效應(P<0.05),根冠比對生物量具有極顯著正效應(P<0.001);自由放牧條件下銨態(tài)氮與根冠比對生物量產(chǎn)生了極顯著正效應(P<0.001),物種多樣性對生物量產(chǎn)生極顯著負效應(P<0.001)。
3討論
3.1圍欄封育影響高寒草甸植物群落結構組成與生物量
圍欄封育被認為是修復退化草甸植被生產(chǎn)力的一種簡單有效的方法[28]。本研究表明,圍欄封育顯著提高了地上生物量,與遼西北退化草地[29]、藏北古露高寒草地[30]和岷江源區(qū)[31]短期圍欄封育研究結果類似。短期圍欄封育不僅有效地減緩放牧對草甸的壓力,而且為優(yōu)良牧草提供了休養(yǎng)生息的機會。禾本科和莎草科植物在高寒草甸中占據(jù)主導地位[32],這類植物家畜喜食,且在高寒草甸中競爭能力強,具有較強的適應性。圍欄的設置有效避免了家畜對草甸取食踐踏等影響,通過改變草甸群落結構改變生物量;物種多樣性是維持草甸生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和生產(chǎn)力的基礎[33],同李潤富[34]、石紅霄[35]、白瑪玉珍等[36]分別在青藏高原高寒草原、三江源高山草甸和西藏甲瑪濕地研究相似,封育會導致高寒草甸圍欄內(nèi)物種多樣性指數(shù)均下降,究其原因,是因為圍欄封育增加了群落棲息地的隱蔽性,本地物種幼苗的補充和外來物種的入侵受到一定阻礙,從而導致物種多樣性的喪失[37-38]。也有觀點認為,根據(jù)“中度干擾假說”自由放牧條件下優(yōu)勢種競爭力消弱從而使稀有種增加,而圍欄阻隔了這種變化,使生境趨于均一化而導致生物多樣性的降低[39]。生物量是生態(tài)評估的重要因子,群落生物量與其結構、功能和土壤的化學性質(zhì)有密切關系[40],長期的生物量變化還與氣候條件和季節(jié)有直接聯(lián)系[41]。王娟等[42]基于一項長期的圍封對生物量的研究表明,圍封雖然顯著地提高地上生物量,但也顯著降低了生物量穩(wěn)定性和異步性,因此,長期的圍封對其生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)服務功能和高寒草原的穩(wěn)定性可能帶來不利的效應。由指標間的相關性可知,圍欄增加了地上生物量與部分土壤指標的相關性,良好的土壤營養(yǎng)狀況與圍欄保護能夠明顯改善地面植被生長狀況。地下生物量作為土壤有機質(zhì)的主要來源之一,其含量的變化對土壤有機質(zhì)含量有著直接影響,而土壤有機質(zhì)又是土壤養(yǎng)分的重要指標。短期圍欄封育后,草甸保持了更高的生物量,與本研究不同,也有研究指出,自然放牧條件下地下生物量會有增高趨勢[43],生物量對土壤營養(yǎng)變化反應敏感,良好的土壤營養(yǎng)狀況對生物量積累是十分有利的。根冠比作為群落調(diào)查研究中的重要指標,對草甸光合作用產(chǎn)物分配、物質(zhì)循環(huán)和碳儲存有重要的指示作用,本研究中自由放牧條件下根冠比要高于短期圍欄封育,這與其他高寒草甸[44]、鹽堿化濕地[45]和荒漠化草地[46]圍封結果相似,這是由地下生物量和地上生物量的變化直接導致的,自由放牧條件下地上生物量積攢壓力大,植物更趨向于將光合作用產(chǎn)物轉移分配于地下的生長對策。
3.2圍欄封育改變高寒草甸土壤理化性質(zhì)與生物地化循環(huán)
土壤容重是表征土壤物理特性的重要指標[47],圍欄封育后,土壤容重上升,表明土壤變得更加緊實,有研究表明長時間圍欄封育會使土壤容重呈“V”字型變化[48]。圍欄封育后土壤電導率、鹽度和pH值等物理性質(zhì)下降,造成此結果的原因有兩方面,一是因為圍欄阻隔了牲畜活動,糞便分解會大幅減少,二是圍欄封育后新生長的植被使得土壤暴露面積減少而減緩水分散失[49]。王壯壯等[50]在西藏虧祖山高寒草甸研究表明,圍欄封育會使動物啃食干擾減小,銨態(tài)氮被儲存了下來,草甸營養(yǎng)條件得到了改善。
莎草科在生物結構上明顯有異于禾本科,加之圍欄使莎草科植物適合度更高,增強了其競爭優(yōu)勢,從而更有利于生物量積累和促進營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán),雖然圍欄能夠明顯增加禾本科與莎草科植物的重要值,但對具體的物種影響并不一致,根據(jù)樣方調(diào)查,圍欄內(nèi)占據(jù)明顯數(shù)量優(yōu)勢的為莎草科的蒿草,而圍欄外則是禾本科的針茅。植被根系是關聯(lián)地上與地下過程的中介,關系到土壤養(yǎng)分的吸收利用和生物量的積累,而根的形態(tài)特征和生物量明顯會受到硝態(tài)氮的影響[51],根據(jù)研究結果圍封后土壤理化性質(zhì)得到一定程度改良,物種多樣性及土壤理化性質(zhì)對生物量的貢獻具有顯著效應。為保持草甸的可持續(xù)性利用與長遠發(fā)展,顯然長時間的圍封是不現(xiàn)實的,而且長時間圍封后植被凋落物的積累會不利于草甸更新[52],圍封在恢復草甸植被生長的同時,也會對牧草的超補償性生長機制產(chǎn)生抑制作用,導致大量的立枯物和凋落物不能被分解而使得生產(chǎn)力降低,周轉率降低,資源循環(huán)效率受限[53]。因此,短期圍封甚至適當刈割可能更有利于草甸良好發(fā)展[54]。短期圍封對高寒草甸的改良是脆弱生態(tài)系統(tǒng)恢復的重要過程,不僅能改善土壤性質(zhì),還能提高草甸生產(chǎn)力,這對地區(qū)環(huán)境保護和畜牧業(yè)發(fā)展具有重要意義。
3.3綜合比較高寒草甸圍欄封育的作用及其關鍵影響因子
受草甸類型、退化程度、封育時間以及放牧強度等影響,草甸群落結構與物種多樣性在設置圍欄后可能表現(xiàn)出不同變化趨勢[55-58]。通過對比青海湖流域[59]、工布江達縣[60]、聶榮縣[61]、那曲縣[56]、班戈縣[34]和巴音布魯克草原[62]不同放牧年限、放牧歷史及放牧制度等條件下圍欄封育對高寒草甸土壤理化性質(zhì)和植物群落特征的影響后發(fā)現(xiàn),圍欄后植被蓋度相較于自由放牧均表現(xiàn)出增加趨勢,表明家畜采食確實是影響草原植被覆蓋度的一大主要因素;與蓋度變化類似,生物量在圍封后顯著增加;土壤容重在大多數(shù)圍封后的情況下有所下降;氮磷等土壤主要營養(yǎng)元素在圍封后得到改善,但長時間圍封(26年)卻不及自由放牧,這可能是因為長期圍封后不利于草甸物質(zhì)循環(huán),長期積累導致的圍欄內(nèi)相關元素補充不足,導致植被生長條件變差[63],但物種多樣性對圍欄封育年限的反應不一。為應對草甸圍封效果存在的不確定性,對已放牧并退化的草甸,使其快速恢復到能夠完全承載當前放牧壓力是圍欄封育工作的重點,這樣更有助于提高草甸生態(tài)系統(tǒng)服務功能和最大化改善當?shù)啬翗I(yè)促進經(jīng)濟發(fā)展,因此,如何將短期圍封結合其他多種修復方式是未來放牧草甸恢復中的潛在發(fā)展方向。
4結論
西藏三江并流區(qū)的短期圍欄封育試驗表明,圍封能夠明顯提高高寒草甸地上地下生物量,但使物種多樣性略微降低。部分土壤理化性質(zhì)在圍欄內(nèi)外差異顯著,土壤營養(yǎng)狀況有所提升。圍欄后高寒草甸群落中莎草科植物重要值增大,而禾本科的重要值降低。應對高寒草甸退化,合理利用短期圍欄封育同樣有利于改良草甸,一定程度上有助于當?shù)啬撩裆嬁沙掷m(xù),在今后的高寒畜牧業(yè)適應性管理中因地制宜考慮,圍欄封育將作為有效提升草甸生態(tài)系統(tǒng)功能與服務的人為措施。
參考文獻
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(責任編輯劉婷婷)